RU2275244C2

RU2275244C2 - Method of pulverizing and activation of materials and pulverizer for implementing the method (versions)

Info

Publication number: RU2275244C2
Application number: RU2004108251/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Уткин (RU); Александр Иванович Уткин; Юрий Владимирович Стрижко (RU); Юрий Владимирович Стрижко; Василий Николаевич Репецкий (RU); Василий Николаевич Репецкий; Андрей Олегович Козачук (RU); Андрей Олегович Козачук
Original assignee: Александр Иванович Уткин; Юрий Владимирович Стрижко; Василий Николаевич Репецкий; Андрей Олегович Козачук
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2006-04-27
Also published as: RU2004108251A

Abstract

FIELD: pulverizing and atomizing of materials.

SUBSTANCE: method comes to acting of complex breaking loads onto material by grinding bodies, grinding chambers and particles of material under processing at grinding in grinding chambers with flat bottom rounded to walls and installed to provide compensation of dynamic loads at oppositely directed circular movements of chambers without changing tilting of bottom, or swinging movement at changing of tilting of bottom at each point of trajectory. Proposed pulverizer contains grinding chambers with grinding bodies provided with flat bottom rounded to walls and connected with eccentric drive mechanism by connecting rods to set chambers for movement in opposite directions. Eccentric drive mechanism is secured on frame. According to first design version, grinding chambers are hinge-secured on rocker furnished with dynamic load compensators secured on frame. According to second design version, grinding chambers are furnished with dynamic load compensators and are hinge-secured on frame. Frame for fixed bed with possibility of adjustment of tilting. In particular cases, grinding bodies are made in form cylinders with round knurling, and chambers are divided into 2-6 sections with grinding bodies in sections successively decreasing in size.

EFFECT: reduced power consumption, improved quality of grinding.

7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике непрерывного тонкого и сверхтонкого измельчения различных материалов и может быть использовано в химической, металлургической, энергетической, строительной, парфюмерной, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for continuous fine and ultrafine grinding of various materials and can be used in chemical, metallurgical, energy, construction, perfumery, pharmaceutical and other industries.

Известен способ измельчения и активации различных материалов путем комплексного (удар, раздавливание, сдвиг, истирание и т.д.) воздействия на обрабатываемый материал мелющими телами, стенками помольной камеры и самими частицами материала друг о друга при вращении помольных камер вокруг своей оси. Такой способ измельчения реализован во вращательных барабанных мельницах с мелющими телами в виде шаров. При вращении барабанной камеры мелющие тела с обрабатываемым материалом под действием центробежной силы поднимаются до определенной высоты стенок камеры и обрушиваются, воздействуя на обрабатываемый материал комплексом механических нагрузок, т.е. измельчая и активируя его (Гальперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. К.2. М.: Химия, 1981, стр. 784).A known method of grinding and activation of various materials by a complex (impact, crushing, shear, abrasion, etc.) impact on the processed material by grinding bodies, walls of the grinding chamber and the particles of material against each other during rotation of the grinding chambers around its axis. This grinding method is implemented in rotary drum mills with grinding bodies in the form of balls. When the drum chamber rotates, grinding bodies with the material being processed under the action of centrifugal force rise to a certain height of the chamber walls and collapse, affecting the material being processed by a complex of mechanical loads, i.e. grinding and activating it (Halperin NI. The main processes and apparatuses of chemical technology. K.2. M: Chemistry, 1981, p. 784).

Измельчение материала во вращательной барабанной мельнице обеспечивает недостаточно тонкий и однородный фракционный состав измельчаемого материала, а также требует высоких энергетических затрат.Grinding the material in a rotary drum mill provides an insufficiently thin and homogeneous fractional composition of the crushed material, and also requires high energy costs.

Известен способ более интенсивного измельчения и активации различных материалов путем комплексного (удар, раздавливание, сдвиг, истирание и т.д.) воздействия на обрабатываемый материал мелющими телами, стенками помольной камеры и самими частицами материала друг о друга при перемещении помольных камер по замкнутой эллипсной траектории, обеспечивающий различное соотношение воздействия разрушающих нагрузок в каждой фазе траектории камеры (Патент РФ №2097135, МПК В 02 С 19/00).There is a method of more intensive grinding and activation of various materials by complex (impact, crushing, shear, abrasion, etc.) exposure of the material to be processed by grinding bodies, walls of the grinding chamber and the particles of material against each other when moving the grinding chambers along a closed ellipse path providing a different ratio of the effects of destructive loads in each phase of the path of the chamber (RF Patent No. 2097135, IPC V 02 C 19/00).

Реализация этого способа также связана с высокими энергетическими затратами на перемещение камеры.The implementation of this method is also associated with high energy costs for moving the camera.

Известна центробежная мельница, содержащая две противорасположенные помольные камеры с загрузочными и разгрузочными горловинами, жестко связанными с двух концов водилами, свободно соединенными с эксцентриковыми приводными валами с противорасположенными эксцентриковыми шейками, причем приводные валы расположены в одной вертикальной плоскости, а помольные камеры - с двух сторон от них (Патент РФ №2001680, МПК В 02 С 17/08).A centrifugal mill is known, which contains two opposed grinding chambers with loading and unloading necks, rigidly connected to two ends by carriers, freely connected to eccentric drive shafts with opposed eccentric necks, with drive shafts located in one vertical plane, and grinding chambers on both sides of them (RF Patent No. 2001680, IPC В 02 С 17/08).

Основным недостатком такой мельницы являются высокие энергетические затраты на круговые перемещения больших масс водил и камер.The main disadvantage of such a mill is the high energy costs for the circular movement of large masses of carriers and chambers.

Наиболее близким к заявляемому - прототипом - является способ измельчения и активации различных материалов путем комплексного воздействия на обрабатываемый материал мелющими телами, стенками помольных камер и самими частицами материала друг о друга при противонаправленном перемещении помольных камер по замкнутой круговой траектории. При этом в помольных камерах под действием центробежных сил обрабатываемый материал и мелющие тела образуют компактное плотное ядро, которое перекатывается внутри камер в направлении, противоположном их круговым перемещениям. Общими признаками с заявляемым способом являются следующие: воздействие комплексными разрушающими нагрузками на обрабатываемый материал мелющими телами, помольными камерами и самими частицами материала друг о друга в противонаправленно движущихся помольных камерах (Патент РФ №2074029, МПК В 02 С 17/08).Closest to the claimed prototype is a method of grinding and activating various materials by complexly affecting the material to be processed by grinding bodies, the walls of the grinding chambers and the particles of material themselves against each other with the antidirectional movement of the grinding chambers along a closed circular path. Moreover, in the grinding chambers under the action of centrifugal forces, the processed material and grinding bodies form a compact dense core, which rolls inside the chambers in the direction opposite to their circular movements. Common features with the claimed method are the following: the impact of complex destructive loads on the processed material by grinding bodies, grinding chambers and the particles of material themselves against each other in oppositely moving grinding chambers (RF Patent No. 2074029, IPC В 02 С 17/08).

Мельница, реализующая указанный способ измельчения, является наиболее близкой по конструкции и принята за прототип. Мельница содержит станину, помольные камеры с мелющими телами, оснащенные загрузочными и разгрузочными устройствами (горловинами), соединенными с закрепленным на станине эксцентриковым приводным механизмом (валом), и приводимые им в противонаправленные движения. В прототипе каждая камера посредством тяги соединена с эксцентриковым приводным механизмом и закреплена с двух сторон на вращающихся полых коленчатых цапфах, являющихся одновременно горловинами. Помольные камеры совершают круговые движения.The mill implementing the specified grinding method is the closest in design and adopted as a prototype. The mill contains a bed, grinding chambers with grinding bodies, equipped with loading and unloading devices (necks), connected to an eccentric drive mechanism (shaft) fixed to the bed, and driven by it in opposite directions. In the prototype, each chamber is connected by means of a thrust to an eccentric drive mechanism and is fixed on both sides on rotating hollow cranked trunnions, which are also necks. Grinding chambers make circular movements.

Такой способ измельчения и реализующая его мельница имеют следующие недостатки:Such a grinding method and a mill implementing it have the following disadvantages:

1. Высокая энергоемкость процесса измельчения и активации. Требуются большие энергетические затраты для движения загруженных камер по круговой траектории. Т.к. в такой мельнице стенки камер круглые, мелющие тела, например шары, соприкасаются с ними линией соприкосновения, поэтому необходимы большие энергетические затраты для отрыва шаров от стенок камер.1. High energy intensity of the grinding and activation process. Large energy costs are required to move loaded cameras along a circular path. Because in such a mill, the walls of the chambers are round, grinding bodies, such as balls, come into contact with them by a line of contact, therefore, large energy costs are required to separate the balls from the walls of the chambers.

2. Недостаточно высокое качество измельчения материала (неоднородный фракционный состав и невысокая степень измельчения), т.к. частицы материала внутри ядра подвергаются менее интенсивному воздействию, чем частицы вне ядра.2. Insufficiently high quality grinding material (heterogeneous fractional composition and a low degree of grinding), because particles of material inside the core are less intense than particles outside the core.

Задачей изобретения является снижение энергетических затрат и повышение качества измельчения, а именно повышение однородности фракционного состава и уменьшение размеров фракций измельченного материала.The objective of the invention is to reduce energy costs and improve the quality of grinding, namely increasing the uniformity of the fractional composition and reducing the size of the fractions of the crushed material.

Поставленная задача решается тем, что в способе тонкого измельчения и активации материалов в противонаправленно движущихся помольных камерах путем воздействия комплексными разрушающими нагрузками на обрабатываемый материал мелющими телами, помольными камерами (внутренней поверхностью камер) и самими частицами материала друг о друга используют помольные камеры с плоским, закругленным к стенкам дном, установленные с обеспечением компенсации динамических нагрузок, возникающих при их синхронном движении, причем камерам сообщают круговое движение без изменения наклона дна или маятниковое движение с изменяемым в каждой точке траектории наклоном дна. Измельчение осуществляется не под действием центробежных сил, а в результате удара с подкруткой дна камеры по мелющим телам и измельчаемому материалу. Мелющие тела могут иметь любую осесимметричную форму.The problem is solved in that in the method of fine grinding and activation of materials in counter-moving grinding chambers by applying complex destructive loads to the material being processed by grinding bodies, grinding chambers (inner surface of the chambers) and the particles of material themselves, grinding chambers with a flat, rounded to the walls with the bottom installed to provide compensation for dynamic loads arising from their synchronous movement, and the cameras are informed round the first movement without changing the bottom slope or the pendulum movement with the bottom slope changing at each point of the trajectory. The grinding is carried out not under the action of centrifugal forces, but as a result of a blow with a twist of the bottom of the chamber against the grinding bodies and the crushed material. Grinding bodies can have any axisymmetric shape.

Указанный способ реализуется двумя вариантами устройств.The specified method is implemented in two versions of the devices.

По первому варианту задача решается тем, что в мельнице для тонкого измельчения и активации материалов, содержащей станину, помольные камеры с мелющими телами, оснащенные загрузочными и разгрузочными устройствами, соединенные с эксцентриковым приводным механизмом и приводимые им в противонаправленные движения, помольные камеры выполняют с плоским, закругленным к стенкам дном и посредством шарниров закрепляют на коромысле, оснащенном компенсаторами динамических нагрузок, при этом эксцентриковый приводной механизм и коромысло закрепляют на раме, установленной на станине с возможностью наклона в сторону разгрузочных устройств помольных камер, причем помольные камеры соединяют с эксцентриковым приводным механизмом посредством шатунов.According to the first option, the problem is solved in that in a mill for fine grinding and activation of materials containing a bed, grinding chambers with grinding bodies, equipped with loading and unloading devices, connected to an eccentric drive mechanism and driven by it in opposite directions, grinding chambers are made with a flat, the bottom, rounded to the walls and by means of hinges, is fixed on the beam equipped with dynamic load balancers, while the eccentric drive mechanism and the beam are fixed yayut on a frame mounted on the frame so as to incline toward the unloading devices grinding chambers, wherein the grinding chamber is connected with the eccentric drive mechanism by means of connecting rods.

Компенсатор может быть выполнен в виде пружины с регулируемым натяжением, в виде пневмоцилиндра или гидроцилиндра, одним концом закрепленными на коромысле, а другим - упирающимися в станину или раму.The compensator can be made in the form of a spring with adjustable tension, in the form of a pneumatic cylinder or hydraulic cylinder, one end fixed to the beam, and the other abutting against the bed or frame.

В частном случае реализации для интенсификации процесса измельчения крупных фракций материала мелющие тела в секциях имеют форму цилиндров с круговой накаткой.In the particular case of implementation, to intensify the process of grinding large fractions of the material, the grinding media in the sections are in the form of cylindrical knurled cylinders.

В частном случае реализации для уменьшения размера частиц измельченного материала, повышения однородности фракционного состава материала каждая помольная камера разделена на 2 - 6 секций перегородками, выполненными со щелями, а мелющие тела в секциях имеют размер, уменьшающийся в каждой последующей секции, начиная от секции с загрузочным устройством.In the particular case of implementation, to reduce the particle size of the crushed material, to increase the uniformity of the fractional composition of the material, each grinding chamber is divided into 2-6 sections by partitions made with slits, and grinding bodies in the sections have a size that decreases in each subsequent section, starting from the section with the loading device.

По другому варианту поставленная задача решается тем, что в мельнице для тонкого измельчения и активации материалов, содержащей станину, помольные камеры с мелющими телами, оснащенные загрузочными и разгрузочными устройствами, соединенные с эксцентриковым приводным механизмом и приводимые им в противонаправленные движения, помольные камеры выполняют с плоским, закругленным к стенкам дном и оснащают компенсаторами динамических нагрузок, при этом помольные камеры посредством шарниров, а также эксцентриковый приводной механизм закрепляют на раме, установленной на станине с возможностью наклона в сторону разгрузочных устройств помольных камер, причем помольные камеры соединяют с эксцентриковым приводным механизмом посредством шатунов.In another embodiment, the task is solved by the fact that in a mill for fine grinding and activation of materials containing a bed, grinding chambers with grinding bodies, equipped with loading and unloading devices, connected to an eccentric drive mechanism and driven by it in opposite directions, grinding chambers are made with a flat rounded to the walls by the bottom and equipped with compensators for dynamic loads, while grinding chambers by means of hinges, as well as an eccentric drive mechanism, are fixed yayut on a frame mounted on the frame so as to incline toward the unloading devices grinding chambers, wherein the grinding chamber is connected with the eccentric drive mechanism by means of connecting rods.

Компенсатор может быть выполнен в виде пружины с регулируемым натяжением, в виде пневмоцилиндра или гидроцилиндра, одним концом закрепленными на помольной камере, а другим - упирающимися в станину или раму.The compensator can be made in the form of a spring with adjustable tension, in the form of a pneumatic cylinder or hydraulic cylinder, one end mounted on the grinding chamber, and the other - resting against the frame or frame.

В частном случае реализации для уменьшения размера частиц измельченного материала, повышения однородности фракционного состава материала каждая помольная камера разделена на 2-6 секций перегородками, выполненными со щелями, а мелющие тела в секциях имеют размер, уменьшающийся в каждой последующей секции, начиная от секции с загрузочным устройством.In the particular case of implementation, to reduce the particle size of the crushed material, to increase the uniformity of the fractional composition of the material, each grinding chamber is divided into 2-6 sections by partitions made with slits, and the grinding bodies in the sections have a size that decreases in each subsequent section, starting from the section with the loading device.

На фиг.1 изображена мельница по первому варианту, на фиг.2 - вид сверху мельницы по первому варианту, на фиг.3 изображена мельница по второму варианту, на фиг.4 - вид сверху мельницы по второму варианту, на фиг.5 показано перемещение днищ помольных камер мельницы по первому варианту, на фиг.6 показано перемещение днищ помольных камер мельницы по второму варианту.Figure 1 shows the mill according to the first embodiment, figure 2 is a top view of the mill according to the first embodiment, figure 3 shows the mill according to the second embodiment, figure 4 is a top view of the mill according to the second embodiment, figure 5 shows the movement the bottoms of the grinding chambers of the mill according to the first embodiment, Fig. 6 shows the movement of the bottoms of the grinding chambers of the mill according to the second embodiment.

Мельница по первому варианту (фиг.1, 2) содержит станину 1, две помольные камеры 2 с плоским, закругленным к стенкам дном 3 с загрузочными и разгрузочными устройствами (на фиг. не показаны), мелющие тела 4, компенсаторы 5, эксцентриковый приводной вал 6, электродвигатель 7, шарниры 8, шатуны 9, муфту 10, раму 11, винт 12, коромысло 13. Помольные камеры 2 жестко соединены с эксцентриковым приводным валом 6 двумя шатунами 9 и свободно закреплены посредством шарниров 8 на коромысле 13. Компенсаторы 5 закреплены на концах плеч коромысла 13 и упираются в станину 1. Коромысло 13 и эксцентриковый приводной вал 6 закреплены на раме 11. Рама 11 закреплена на станине 1 с возможностью наклона относительно станины 1 в сторону разгрузочных устройств помольных камер 2. Наклон рамы 11 относительно станины 1 регулируется винтом 12.The mill according to the first embodiment (Figs. 1, 2) contains a bed 1, two grinding chambers 2 with a flat bottom 3, rounded to the walls with loading and unloading devices (not shown in Fig.), Grinding bodies 4, compensators 5, an eccentric drive shaft 6, electric motor 7, hinges 8, connecting rods 9, coupling 10, frame 11, screw 12, rocker 13. Grinding chambers 2 are rigidly connected to the eccentric drive shaft 6 by two connecting rods 9 and freely fixed by hinges 8 on the rocker 13. Compensators 5 are fixed on the ends of the arms of the rocker arm 13 and abut against the frame 1. Ko The beam 13 and the eccentric drive shaft 6 are fixed on the frame 11. The frame 11 is mounted on the frame 1 with the possibility of tilt relative to the frame 1 towards the discharge devices of the grinding chambers 2. The inclination of the frame 11 relative to the frame 1 is regulated by a screw 12.

Мельница по второму варианту (фиг.3, 4) содержит станину 1, две помольные камеры 2 с плоским, закругленным к стенкам дном 3 с загрузочными и разгрузочными устройствами (на рисунке не показаны), мелющие тела 4, компенсаторы 5, эксцентриковый приводной вал 6, электродвигатель 7, шарниры 8, шатуны 9, муфту 10, раму 11, винт 12, стойки 14. Днища помольных камер 2 соединены с эксцентриковым приводным валом 6 двумя шатунами 9 и закреплены посредством шарниров 8 на раме 11, в частности на стойках 14 рамы 11. К каждой из помольных камер 2 с наружной стороны прикреплен компенсатор 5, упирающийся в станину 1. Эксцентриковый приводной вал 6 закреплен на раме 11. Рама 11 закреплена на станине 1 с возможностью наклона относительно станины 1 в сторону разгрузочных устройств помольных камер 2. Наклон рамы 11 относительно станины 1 регулируется винтом 12.The mill according to the second embodiment (Figs. 3, 4) contains a bed 1, two grinding chambers 2 with a flat bottom 3, rounded to the walls with loading and unloading devices (not shown in the figure), grinding bodies 4, compensators 5, an eccentric drive shaft 6 , electric motor 7, hinges 8, connecting rods 9, coupling 10, frame 11, screw 12, racks 14. The bottoms of the grinding chambers 2 are connected to the eccentric drive shaft 6 by two connecting rods 9 and secured by hinges 8 on the frame 11, in particular on the racks 14 of the frame 11. A lump is attached to each of the grinding chambers 2 from the outside ensator 5 abuts against the machine frame 1. The eccentric drive shaft 6 is fixed to the frame 11. The frame 11 is fixed to the base 1 with the possibility of inclination with respect to the frame 1 in the direction of unloading devices grinding chamber 2. The slope of the frame 11 relative to frame 1 is adjustable screw 12.

Мельница по варианту 1 работает следующим образом. При включении электродвигателя 7 вращательное движение передается через муфту 10 эксцентриковому приводному валу 6, а от него - помольным камерам 2. Помольные камеры 2, будучи закрепленными на коромысле 13 и шатунами 9 соединенными с эксцентриковым приводным валом 6, совершают противонаправленные движения, при которых плоское дно 3 камер 2 описывает окружность с радиусом, равным радиусу эксцентриситета эксцентрикового приводного вала 6. При этом наклон дна 3 помольных камер 2 не изменяется (фиг.5). При движении камер 2 вверх плоское дно 3 наносит удар по мелющим телам 4 и измельчаемому материалу под углом к вертикальной и горизонтальной оси (косой удар). При этом мелющие тела 4 и куски материала начинают вращаться вокруг своей оси и за счет вертикальной составляющей движения подбрасывются вверх. При движении камер 2 вниз мелющие тела 4 и материал опускаются. Происходит многократное воздействие комплексными разрушающими нагрузками на обрабатываемый материал мелющими телами 4, дном 3 и стенками помольных камер 2 и самими частицами материала друг о друга: удар, сдвиг, раздавливание, истирание и разрыхление. Мелкие частицы материала поднимаются вверх и выводятся через разгрузочные устройства, а крупные куски задавливаются мелющими телами 4 к дну 3 и подвергаются очередному удару дном 3 и последующему комплексному разрушающему воздействию. Закругленные края днищ камер 2 препятствуют нагортовке - скапливанию и уплотнению в углах помольных камер 2 материала, не попадающего под воздействие мелющих тел 4. При радиусе закругления углов, превышающем радиус мелющих тел 4, вся масса интенсивно движется и подвергается измельчению и активации. Компенсатор 5, обладая амортизирующими свойствами, выравнивает статические и динамические веса помольных камер 2, т.е. компенсирует разность динамических нагрузок при их синхронном движении.Mill according to option 1 works as follows. When the electric motor 7 is turned on, the rotational movement is transmitted through the clutch 10 to the eccentric drive shaft 6, and from it to the grinding chambers 2. The grinding chambers 2, being fixed on the beam 13 and connecting rods 9 connected to the eccentric drive shaft 6, make opposite movements, in which the flat bottom 3 of chambers 2 describes a circle with a radius equal to the radius of the eccentricity of the eccentric drive shaft 6. In this case, the inclination of the bottom 3 of the grinding chambers 2 does not change (Fig. 5). When the chambers 2 move upward, the flat bottom 3 strikes the grinding bodies 4 and the crushed material at an angle to the vertical and horizontal axis (oblique impact). When this grinding body 4 and pieces of material begin to rotate around its axis and due to the vertical component of the movement are thrown up. When the chambers 2 move down, the grinding bodies 4 and the material are lowered. There is repeated exposure to complex destructive loads on the processed material by grinding bodies 4, bottom 3 and the walls of the grinding chambers 2 and the particles of material themselves against each other: impact, shear, crushing, abrasion and loosening. Small particles of material rise up and out through unloading devices, and large pieces are crushed by grinding bodies 4 to the bottom 3 and are subjected to the next impact by the bottom 3 and the subsequent complex destructive effect. The rounded edges of the bottoms of the chambers 2 prevent nagging - accumulation and compaction in the corners of the grinding chambers 2 of material that is not affected by the grinding media 4. When the radius of curvature of the corners exceeds the radius of the grinding media 4, the whole mass moves intensively and is subjected to grinding and activation. The compensator 5, having cushioning properties, evens out the static and dynamic weights of the grinding chambers 2, i.e. compensates for the difference in dynamic loads during their synchronous movement.

В отличие от прототипа в результате того, что помольные камеры 2 подвешены на коромысле 11 и оснащены компенсаторами, а эксцентриковым приводным валом 6 задается замкнутая траектория движения помольных камер 2 с малым радиусом, имеет место значительная экономия энергии на их перемещение. Измельчение ударом с подкруткой происходит при небольшом перемещении помольных камер 2: при радиусе эксцентриситета 2,5-8 мм. Мелющие тела 4 и материал не находятся в постоянном контакте со стенками и дном помольных камер 2, а «всплывают» над плоским дном 3, находясь в постоянном движении, что в свою очередь приводит к снижению энергозатрат на их отрыв от дна. При таком движении помольных камер 2 в отличие от прототипа не образуется перекатывающееся по стенкам помольных камер 2 ядро из материала и мелющих тел 4. Результирующий эффект - снижение энергозатрат и улучшение качества измельчения (получение большего количества частиц мелких фракций). Регулирование наклона рамы 11 для разгрузки позволяет обеспечить регулирование производительности мельницы и изменение тонины помола.In contrast to the prototype, as a result of the fact that the grinding chambers 2 are suspended on the beam 11 and equipped with compensators, and the eccentric drive shaft 6 defines a closed path of movement of the grinding chambers 2 with a small radius, there is a significant energy saving for their movement. Grinding by blow with twist occurs with a slight movement of grinding chambers 2: with an eccentricity radius of 2.5-8 mm. The grinding bodies 4 and the material are not in constant contact with the walls and the bottom of the grinding chambers 2, but “float” above the flat bottom 3, being in constant motion, which in turn leads to a reduction in energy costs for their separation from the bottom. With this movement of the grinding chambers 2, in contrast to the prototype, a core of material and grinding bodies 4 does not roll over the walls of the grinding chambers 2. The resulting effect is a reduction in energy costs and an improvement in the quality of grinding (obtaining more particles of fine fractions). Regulation of the inclination of the frame 11 for unloading allows you to provide regulation of the performance of the mill and changing the fineness of grinding.

В частных случаях реализации дополнительно к указанным решаются следующие задачи.In special cases of implementation, in addition to the indicated ones, the following tasks are solved.

При использовании мелющих тел 4 в форме цилиндров с круговой накаткой (винтовой проточкой) происходит более интенсивное измельчение. Под действием удара плоских днищ 3 камер 2 цилиндры с круговой накаткой вращаются и отрываются от днищ 3, подминая и прокручивая измельчаемый материал, при этом обеспечивают большую площадь соприкосновения с измельчаемым материалом и создают зоны высокого давления на материал, поэтому применяются для дробления крупных фракций материала.When using grinding bodies 4 in the form of cylinders with circular knurling (screw groove), more intensive grinding occurs. Under the action of the impact of the flat bottoms of 3 chambers 2, the cylindrical knurled cylinders rotate and break away from the bottoms 3, crushing and scrolling the crushed material, while providing a large contact area with the crushed material and create high pressure zones on the material, therefore they are used for crushing large fractions of the material.

В помольных камерах 2, разделенных на 2 - 6 секций перегородками, выполненными со щелями, при наклоне рамы 11 происходит перемещение мелких фракций материала из первой секции в последующие и, следовательно, более оперативная разгрузка камер 2. Мелющие тела 4 в секциях имеют размер, уменьшающийся в каждой последующей секции, начиная от секции с загрузочным устройством. Это позволяет увеличить количество мелких мелющих тел, т.е. увеличить плоскость соприкосновения с материалом, а следовательно, улучшить измельчающие свойства мельницы.In the grinding chambers 2, divided into 2-6 sections by partitions made with slots, when the frame 11 is tilted, small fractions of the material move from the first section to the next and, therefore, more efficient unloading of the chambers 2. The grinding bodies 4 in the sections have a decreasing size in each subsequent section, starting from the section with the boot device. This allows you to increase the number of small grinding media, i.e. increase the plane of contact with the material, and therefore, improve the grinding properties of the mill.

Мельница по варианту 2 (фиг.3, 4) работает следующим образом. При включении электродвигателя 7 вращательное движение передается через муфту 10 эксцентриковому приводному валу 6, а от него через шатуны 9 - помольным камерам 2. Помольные камеры 2, шарнирами 8 закрепленные на стойках 14 рамы 11, с помощью эксцентрикового приводного вала 6 и шатунов 9 совершают противонаправленные вращательно-маятниковые движения, т.е. посредством шатунов 9 отклоняются от исходного вертикального положения таким образом, что днища камер 2 отклоняются навстречу друг к другу, и обратно. При таком движении камер 2 плоское дно 3 описывает в вертикальной плоскости маятниковую траекторию с изменяемым в каждой точке траектории наклоном дна 3 (фиг.6).Mill according to option 2 (figure 3, 4) works as follows. When the motor 7 is turned on, the rotational movement is transmitted through the clutch 10 to the eccentric drive shaft 6, and from it through the connecting rods 9 to the grinding chambers 2. The grinding chambers 2, hinged 8 mounted on the racks 14 of the frame 11, use the eccentric drive shaft 6 and connecting rods 9 rotational-pendulum movements, i.e. by means of the connecting rods 9 deviate from the initial vertical position so that the bottoms of the chambers 2 deviate towards each other, and vice versa. With this movement of the chambers 2, the flat bottom 3 describes in a vertical plane the pendulum trajectory with the inclination of the bottom 3 changing at each point of the trajectory (Fig.6).

При движении камер 2 между крайними положениями плоское дно 3 наносит удар с подкруткой по мелющим телам 4 и измельчаемому материалу, подбрасывая их вверх. Происходит многократное воздействие комплексными разрушающими нагрузками на обрабатываемый материал мелющими телами 4, дном 3 и стенками помольных камер 2 и самими частицами материала друг о друга: удар, сдвиг, раздавливание, истирание и разрыхление. Мелкие частицы материала поднимаются вверх и выводятся через разгрузочные бункеры, а крупные куски опускаются вниз, подвергаясь очередному разрушающему воздействию. Закругленные края днищ 3 помольных камер 2 препятствуют нагортовке. В отличие от прототипа такая мельница, как и по первому варианту, и из-за компенсации разности динамических нагрузок помольных камер 2 при движении по маятниковой траектории при наличии плоского дна работает при небольших радиусах эксцентриситета: R_э=5-8 мм, что позволяет снизить энергетические затраты и обеспечить более равномерное и мелкофракционное измельчение. Этот вариант более прост по конструкции. При наклоне рамы 11 относительно станины, т.е. от горизонтального положения, за счет естественного движения измельчаемого материала в сторону разгрузочной камеры возможна непрерывная разгрузка мельницы. Это же позволяет регулировать производительность мельницы и тонину помола материала.When the chambers 2 move between the extreme positions, the flat bottom 3 strikes with a twist on the grinding bodies 4 and the crushed material, tossing them up. There is repeated exposure to complex destructive loads on the processed material by grinding bodies 4, bottom 3 and the walls of the grinding chambers 2 and the particles of material themselves against each other: impact, shear, crushing, abrasion and loosening. Small particles of material rise up and out through the discharge bins, and large pieces fall down, undergoing another destructive effect. The rounded edges of the bottoms 3 of the grinding chambers 2 interfere with the grinding process. Unlike the prototype, such a mill, as in the first embodiment, and due to the compensation of the difference in dynamic loads of grinding chambers 2 when moving along the pendulum trajectory in the presence of a flat bottom, works with small eccentricity radii: R _e = 5-8 mm, which allows to reduce energy costs and provide a more uniform and finely divided grinding. This option is simpler in design. When the frame 11 is tilted relative to the bed, i.e. from a horizontal position, due to the natural movement of the crushed material towards the discharge chamber, continuous discharge of the mill is possible. This also allows you to adjust the performance of the mill and the fineness of the grinding material.

В частных случаях реализации дополнительно к указанным решаются те же задачи, как и в мельнице по варианту 1. Более интенсивное измельчение достигается при использовании мелющих тел 4 в форме цилиндров с круговой накаткой (винтовой проточкой), которые создают более высокое давление на материал. В помольных камерах 2, разделенных на 2 - 6 секций перегородками, выполненными со щелями, с мелющими телами 4 в секциях, имеющих размер, уменьшающийся в каждой последующей секции, начиная от секции с загрузочным бункером, при наклоне рамы 11 происходит перемещение мелких фракций материала из первой секции в последующие и т.о. более оперативная разгрузка камер.In special cases of implementation, in addition to the indicated ones, the same tasks are solved as in the mill according to option 1. More intensive grinding is achieved using grinding bodies 4 in the form of cylindrical knurled cylinders (screw grooves), which create higher pressure on the material. In the grinding chambers 2, divided into 2-6 sections by partitions made with slits, with grinding bodies 4 in sections having a size decreasing in each subsequent section, starting from the section with the loading hopper, when the frame 11 is tilted, small fractions of material from first section in subsequent, etc. more rapid unloading of cameras.

По варианту 1 изготовлен опытный образец мельницы М 042. Мельница обеспечивает измельчение мрамора, диабаза, гранита до фракций 40 мкм и менее при производительности 60-150 кг/час и затратах энергии не более 2 кВт/час. На опытном образце мельницы М 300 по варианту 2 получены фракции угля 80 мкм и менее при производительности до 500 кг/час и энергозатратах не более 2.5 кВт/час.In option 1, a prototype mill М 042 was manufactured. The mill provides grinding of marble, diabase, granite to fractions of 40 microns or less with a productivity of 60-150 kg / h and energy consumption of no more than 2 kW / h. On a prototype of the M 300 mill according to option 2, coal fractions of 80 microns or less were obtained with a productivity of up to 500 kg / h and energy consumption of no more than 2.5 kW / h.

Таким образом, по сравнению с прототипом предложенные способ измельчения и варианты технической реализации мельниц позволяют снизить энергетические затраты и повысить качество измельчения, т.е. повысить однородность фракционного состава и уменьшить размер частиц измельченного материала.Thus, in comparison with the prototype, the proposed method of grinding and options for the technical implementation of mills can reduce energy costs and improve the quality of grinding, i.e. increase the uniformity of the fractional composition and reduce the particle size of the crushed material.

Claims

1. The method of fine grinding and activation of materials in antidirectionally moving grinding chambers by exposure to complex destructive loads on the processed material by grinding bodies, grinding chambers and the material particles themselves against each other, characterized in that they use grinding chambers with a flat bottom rounded to the walls, installed with providing compensation for dynamic loads, and the cameras are informed of circular motion without changing the bottom inclination or the pendulum motion with a variable at each point ke the trajectory of the slope of the bottom.

2. A mill for fine grinding and activation of materials, containing a bed, grinding chambers with grinding bodies, equipped with loading and unloading devices, connected to an eccentric drive mechanism and driven by it in opposite directions, characterized in that the grinding chambers are made with a flat bottom rounded to the walls and by means of hinges mounted on a beam equipped with compensators, the eccentric drive mechanism and beam mounted on a frame mounted on a bed with tilt towards the discharge devices of the grinding chambers, and the grinding chambers are connected to the eccentric drive mechanism by means of connecting rods.

3. The mill according to claim 2, characterized in that the grinding bodies are in the form of cylindrical knurled cylinders.

4. The mill according to claim 2, characterized in that each grinding chamber is divided into 2-6 sections by partitions made with slits, and the grinding bodies in the sections have a size that decreases in each subsequent section, starting from the section with the loading device.

5. A mill for fine grinding and activation of materials, containing a bed, grinding chambers with grinding bodies, equipped with loading and unloading devices, connected to an eccentric drive mechanism and driven by it in opposite directions, characterized in that the grinding chambers are made with a flat bottom rounded to the walls are equipped with compensators and are hinged to the frame, while the eccentric drive mechanism is also fixed to the frame mounted on the bed with the possibility of tilt towards the discharge devices of the grinding chambers, the grinding chambers being connected to the eccentric drive mechanism by means of connecting rods.

6. The mill according to claim 5, characterized in that the grinding bodies are in the form of cylindrical knurled cylinders.

7. The mill according to claim 5, characterized in that each grinding chamber is divided into 2-6 sections by partitions made with slits, and the grinding bodies in the sections have a size that decreases in each subsequent section, starting from the section with the loading device.